油田高效節(jié)能技術(shù)研究

裴曉龍

摘 ?要：目前沈陽采油廠計量間等場所，冬季供熱供暖方式主要采用集輸系統(tǒng)中的摻水。普通電加熱采暖技術(shù)存在能耗較高、安全隱患大等問題。為了推進降溫集油節(jié)能工作，需要不斷摸索更加高效節(jié)能的供暖方式。本文在計量間開展小型電熱鍋爐、小戶型水源熱泵及液流熱能發(fā)生器技術(shù)試驗，對不同的熱源進行分析和計算，設(shè)計出切實有效的試驗方案。實現(xiàn)油田高效節(jié)能采暖，必須經(jīng)過現(xiàn)場實際運行的考驗，同時也為今后更深層次的研究提供寶貴經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：高效;采暖;節(jié)能;計量間;熱泵

1.前言

我國現(xiàn)階段采暖技術(shù)主要包括：熱泵技術(shù)、余熱鍋爐技術(shù)、燃氣輻射性采暖技術(shù)等。三種技術(shù)的特點如下：熱泵的工作原理是將熱能從低溫熱源傳至高溫熱源，以達到制冷或供暖的效果[1]，我國在熱交換器、熱泵單元、系統(tǒng)控制優(yōu)化等研究的基礎(chǔ)上，還將對不同建筑物中各種熱泵形式的應(yīng)用及優(yōu)化問題進一步研究;節(jié)能鍋爐借助廢液或廢液中的余熱、廢氣、可燃材料燃燒產(chǎn)生的熱量將水加熱至某種工作介質(zhì)，通過對余熱的加工、利用來達到加熱目的;氣體輻射加熱器由燃燒器、點火電極、輻射管、引風機、控制箱、反射器和安全裝置組成，氣體輻射加熱在消除了能量轉(zhuǎn)換過程的同時，具有熱效率高、廢氣溫度低的特點。

2.計量間開展的試驗

2.1小戶型水源熱泵采暖技術(shù)

2.1.1試驗開展情況

1、以油田污水為熱源

葡北204計量間試驗過程中，采用直接利用油田污水供暖技術(shù)，將熱泵主機熱源側(cè)進水管與油田污水管道直接連接的方式，其中熱泵主機使用功率為1.1kw。

目前需解決的問題：污水中硫化物對熱泵換熱器的腐蝕性;需要通過調(diào)節(jié)污水流量來控制熱泵供需溫度的平衡。通過將換熱器加裝在空調(diào)機與污水之間有效緩解了腐蝕問題;在換熱器和污水管道間加裝了電磁閥門有效調(diào)節(jié)污水流量，以便熱泵能夠得到恒定溫度范圍內(nèi)的熱源水。204計量間安裝了經(jīng)過改進的試驗設(shè)備，該熱泵間接利用了油田污水，達到供暖的目的。

空調(diào)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性得到了很大的提高，是因為相比于油田污水，壓力、水溫、潔凈度等指標更易控制。改進后的流程已可以單獨進行供暖活動，但因油田污水溫度偏高，導(dǎo)致空調(diào)功能受到很大限制。

2、以地下水為熱源

在105計量間開展關(guān)于探究熱泵可利用熱源范圍的試驗。該試驗采用原有地下水井單井提水回灌式水源熱泵供熱采暖技術(shù)，設(shè)備組成包括：無聲循環(huán)水泵、水熱泵主機、溫控器、斷流保護器、柜式風機盤管等。

受原有水井井管直徑和實際不符的影響，無法滿足熱泵主機的需求，以至于試驗未能按原計劃實行。在原有水井為提水井的前提下，使用鉆口回水井的水源熱泵供暖給熱泵提供足夠能量。該供暖試驗方案在葡北105計量間開展。

該試驗進行4天后，發(fā)現(xiàn)回水井回水外溢的問題，經(jīng)分析是地質(zhì)原因引起[2]，導(dǎo)致回水被潛水泵產(chǎn)生的大量氣泡頂出。受地質(zhì)條件的影響，采油七廠葡北地區(qū)并不適宜采用提水回灌式的水源熱泵供暖技術(shù)。計量間熱泵的穩(wěn)定熱源還需繼續(xù)探尋，在保持原采暖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用了地埋換熱器的水源熱泵供暖試驗。

2.1.2 現(xiàn)場試驗效果

1、機內(nèi)側(cè)間接利用油田污水的水源熱泵供暖

經(jīng)驗證，當42℃污水通入空調(diào)機換熱器時，其運行不受影響，制冷以及制熱轉(zhuǎn)換無問題。進一步降低溫度設(shè)定室溫，供暖運行效果均十分良好。

2、地埋換熱器的水源——熱泵供暖

2.1 小型電熱鍋爐（400×600×400m）采暖試驗

葡北604計量間的試驗：鍋爐中較低位置的水溫用集中電加熱方式提高，與水箱中較高位置的冷水形成溫度差，基于冷熱水對流循環(huán)，利用計量間散熱器供熱的采暖技術(shù)，其工藝流程圖如下：

將葡北604計量間采暖方式更換為小型自動電鍋爐，設(shè)備額定功率7KW。

2.2 液流熱能發(fā)生器（1070×500×1025mm）采暖試驗

葡北102計量間試驗：保持值班室原采暖設(shè)施，安裝一臺5.5kW的計量間液流熱能發(fā)生器[3]。

2.3經(jīng)濟效益分析

三種新型采暖技術(shù)均可使冬季計量間值班室溫度上升至22℃。按照壽命周期成本對比經(jīng)濟效益，成本最低者為最優(yōu)（天然氣0.99元/m3，電費0.5717元/KW·h，使用年限10年，每年運行180天）。

由上表可知，在運行成本上三種技術(shù)均低于普通電采暖，其中壽命周期成本和投資回收期最少的是小戶型水源熱泵。

3.結(jié)論

（1）對于現(xiàn)階段的計量間采暖溫度標準，這三種新型采暖技術(shù)均可很好的達到，且三種采暖技術(shù)均克服了普通電加熱采暖能耗高的缺點。

（2）對于低溫天氣僅可通過摻低溫水方式集油的已建系統(tǒng)，建議采用小戶型水源熱泵技術(shù)補充熱量;對于通過冷輸方式集油的計量間，可以選擇液流熱能發(fā)生器或小型電熱鍋爐兩種技術(shù)，從安裝上看，小型電熱鍋爐需重新安裝值班室采暖系統(tǒng)，而液流熱能發(fā)生器安裝相對方便，改動工作量小;從設(shè)備尺寸上看，小型電熱鍋爐比液流熱能發(fā)生器占用空間小。

參考文獻

[1] ?譚智. 水源熱泵技術(shù)在油田注水系統(tǒng)應(yīng)用[J]. 中外能源，2011.

[2] ?單金龍. 地源熱泵系統(tǒng)的地下?lián)Q熱器性能測試與模型設(shè)計研究[D]. 重慶大學，2009.

[3] ?王峰. 地埋換熱技術(shù)在注水電機冷卻水循環(huán)工藝上的應(yīng)用[J]. 油氣田地面工程，2011.